Università di Salerno FISCIANO 12 Giugno 2014 WORKSHOP FITORISANAMENTO E BONIFICA DI SUOLI CONTAMINATI NELLA TERRA DEI FUOCHI

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1 Università di Salerno FISCIANO 12 Giugno 2014 WORKSHOP FITORISANAMENTO E BONIFICA DI SUOLI CONTAMINATI NELLA TERRA DEI FUOCHI Produzione di energia rinnovabile con cedui a turno breve di pioppo, salice e robinia coltivati su suoli contaminati, in area urbana. Facciotto G. 1, Bergante S. 1, Ajmone Marsan F. 2, Passarella I. 2, Biasioli M Consiglio per la Ricerca e la sperimentazione in Agricoltura U.R. PLF Casale Monferrato (AL) 2 - Università degli Studi di Torino DISAFA Grugliasco (TO) 3 - Horizon S.r.l. Grugliasco (TO) 1 Introduzione Comune di Torino, DISAFA (Chimica agraria e pedologia)-unito, CRA-PLF; 3 impianti sperimentali: Torino, Spina 3, suolo contaminato Casale Monf.to, azienda Mezzi, serra. Casale Monf.to, azienda Mezzi, suolo agricolo 2 1

2 3 Spina 3 situazione climatica Precipitazioni it i i annue: 833 mm Precipitazioni periodo vegetativo (Apr-Ott): 590 mm Temperatura media annua: 13 C Temperatura media del periodo vegetativo: 18 C 4 2

3 Spina 3 - suolo suolo sabbio-limoso, elevato scheletro (39%); ph 8.5; carbonio org. 2.1 %, azoto 0.06 %; carbonato di calcio 0.1 mg/g; bassi valori di capacità di scambio cationico (3.2 meq/100g); alti livelli di alcuni metalli come Pb, Zn, Ni, Cr Elemento D.Lgs 152/06 suoli ad uso residenziale mg/kg Parcelle Spina 3 al 01/03/2012 mg/kg Cd 2 1 Co Cu Cr Ni * Pb Zn Spina 3 - impianto Impianto effettuato manualmente il 29 marzo 2012; talee di pioppo e salice, semenzali robinia; 900 m 2 di cui 864 m 2 piantumati; spaziature: 2 x 0.50, densità: p/ha; 6 3

4 Spina 3 - impianto terreno preparato con escavatore, smosso alla profondità di 30 cm, poi spianato; prelievo terreno per vasi in serra; allestimento t parcelle con genotipi i selezionati: Sigla Genotipo Specie P1 ORION Populus canadensis Mönch P2 BALDO P. deltoides Marsh. P3 VILLAFRANCA P. alba L. S1 SI Salix alba L. S2 MOS310 S. viminalis L. S3 DRAGO S. matsudana Koidz? R1 NORD Robinia pseudoacacia L. R2 SUD R. pseudoacacia L. R3 ENERGY R. pseudoacacia L. allestimento impianto di irrigazione a goccia (4 cisterne da 1000 lt. ciascuna + ale gocciolanti) 7 8 4

5 Spina 3 - rilievi Suolo (campionamenti 0-20 cm): 8 campioni preliminari; 36 campioni all impianto; 18 campioni prelevati dai blocchi alla ceduazione. Acque: interstiziali (4 lisimetri - 2 campionamenti) di falda (2 piezometri a 18 m, 1 campionamento a fine anno) Piante: n. di piante vive (sopravvivenza %); diametro (in mm) a 10 cm da terra; diametro (in mm) a 130 cm da terra, dove possibile; altezza totale; prelievo tessuti (foglie, fusto, radici) per dosaggio metalli e (fusto) caratterizzazione della biomassa ( campioni)

6 Spina 3 - analisi Suolo (campionamenti 0-20 cm): - ph, C.org., N, CaCO 3, Granulometria, Scheletro, CSC; - metalli estraibili in acqua regia: Co, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn; - metalli biodisponibili: Co, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn. Acque: - Interstiziali: ph, metalli (+ Mn); - di falda: ph, metalli (+ As, Mn), Idrocarburi totali. Metodi di analisi di chimica del suolo, Ministero delle Politiche Agricole e forestali, 1999 G.U. 248 del 21/10/1999 Metodo EPA 6020 del 2007 Analisi eseguite da CHELAB di Resana -TV Piante: - elaborazioni statistiche per la stima della biomassa anidra epigea prodotta da ogni genotipo; - sostanza secca %; - potere calorifico; - estrazione metalli dai tessuti. 11 Spina 3 - impianto 12 6

7 Azienda Mezzi vasi in serra 72 vasi da 21 lt. ciascuno; 2 esemplari per vaso (5/04/2012); irrigazione a goccia ogni 2 gg per 15 min.; terreno prelevato presso Spina 3, durante le operazioni i di preparazione del campo Elemento D.Lgs 152/06 suoli ad uso residenziale mg/kg Parcelle Spina 3 al 01/03/2012 mg/kg Cd 2 1 Co Cu Cr Ni * Pb Zn Azienda Mezzi- vasi in serra - rilievi Suolo (campionamenti 0-20 cm): 9 campioni. Piante: n. di piante vive (sopravvivenza %); diametro (in mm) a 10 cm da terra; diametro (in mm) a 130 cm da terra, dove possibile; altezza totale; prelievo tessuti (foglie, fusto, radici) per dosaggio metalli e (fusto) caratterizzazione della biomassa (2 piante per genotipo + 2 porzioni di fusto per genotipo). 14 7

8 Azienda Mezzi- suolo agricolo Impianto: Impianto manuale del 3/05/2012; spaziatura: 2 x densità: p/ha; terreno franco- sabbioso, coltivato t precedentemente t a pioppo (vivaio). Rilievi: n. di piante vive (sopravvivenza %); diametro (in mm) a 10 cm da terra; diametro (in mm) a 130 cm da terra, dove possibile; altezza totale; prelievo tessuti (fusto e rami) per caratterizzazione della biomassa. 15 Risultati crescita e produzione di biomassa Spina 3, fine primo anno Diametro misurato a 10 cm da terra(d), altezza totale (H) del pollone dominante (Dom) e medie (med) dei genotipi di pioppo pp (P), salice (S) e robinia (R) GENOTIPO D med D Dom H med H Dom P1 9,1 CD 10,6 BC 104 A 124 AB P2 9,6 BC 10,3 BC 81 AB 87 C P3 7,3 E 8,8 CDE 89 AB 112 ABC S1 6,6 E 8,1 DE 104 A 136 A S2 6,0 E 7,0 E 94 AB 122 AB S3 7,6 DE 9,4 CD 105 A 137 A R1 12,5 A 13,3 A 97 AB 105 BC R2 11,2 AB 11,7 AB 78 B 87 C R3 11,0 AB 11,5 AB 91 AB 97 BC MEDIA GEN 8,97 10,07 93,7 112,0 VAL DI F 26,3*** 13,8*** 3,1** 7,72*** 16 8

9 Risultati crescita e produzione di biomassa Spina 3, fine primo anno Sopravvivenza % (Sop), numero medio di polloni per talea (np/t) e biomassa anidra t/ha, epigea stimata (Biom) GENOTIPO Sop (1) np/t Biom P ,2 CD 0,34 BCD P2 95 1,3 F 0,21 CD P3 96 2,3 CD 0,20 D S1 99 3,4 A 0,26 BCD S ,0 B 0,17 D S3 96 2,7 BC 0,31 BCD R1 98 1,8 DEF 0,75 A R2 96 2,0 DE 0,43 BC R3 94 1,7 EF 0,45 B MEDIA GEN 97,1 2,26 0,346 VAL DI F 1,13 n.s. 27,8*** 10,4*** Biomassa t/ha verde (BV) e anidra (Biom) effettivamente raccolta durante la prima ceduazione GENOTIPO BV Biom P1 0,88 0,42 abc P2 0,79 0,37 abc P3 0,37 0,18 bc S1 0,61 0,29 abc S2 0,34 0,14 c S3 0,54 0,24 bc R1 0,93 0,52 a R2 0,80 0,43 ab R3 0, ,54 a MEDIA GEN 0,689 0,348 VAL DI F 2,0 n.s. 2.7* 17 Risultati crescita e produzione di biomassa Piante in vaso, fine primo anno Diametro misurato a 10 cm da terra(d), altezza totale (H) del pollone dominante (Dom) e medie (med) dei genotipi di pioppo (P), salice (S) e robinia i (R) GENOTIPO D med D Dom H med H Dom P1 9,0 BC 9,9 BC 102 BC 113 C P2 10,2 B 10,4 B 87 C 89 D P3 10,1 B 10,3 B 131 A 136 BC S1 7,0 D 8,3 CD 113 AB 142 AB S2 6,8 D 7,3 D 115 AB 132 BC S3 8,1 CD 10,7 B 114 AB 161 A R1 14,0 A 14,0 A 112 AB 112 C R2 13,5 A 13,5 A 120 AB 120 BC R3 14,2 A 14,2 A 125 AB 124 BC MEDIA GEN 10,32 10,97 113,3 125,6 VAL DI F 37,8*** 31,2*** 4,6*** 13,7*** 18 9

10 Risultati crescita e produzione di biomassa Piante in vaso, fine primo anno Sopravvivenza % (Sop), numero medio di polloni per talea (np/t) e biomassa anidra t/ha, epigea stimata (Biom) GENOTIPO Sop np/t Biom P ,4 C 3,02 C P ,1 C 3,17 C P ,2 C 3,89 C S ,4 AB 3,28 C S ,1 B 2,64 C S ,8 A 6,40 B R ,0 C 9,08 A R ,0 C 732 7,32 AB R ,0 C 8,75 A MEDIA GEN 100 1,54 5,281 VAL DI F - 24,4*** 16,5*** 19 Risultati crescita e produzione di biomassa Piante su suolo agricolo, fine primo anno Diametro misurato a 130 cm da terra(d), altezza totale (H) del pollone dominante (Dom) e medie (med) dei genotipi di pioppo (P), salice (S) e robinia (R) GENOTIPO D med D Dom H med H Dom P1 25,0 A 25,2 A 400 A 403 A P2 23,4 A 24,8 A 313 B 322 AB P3 11,8 BC 12,4 BC 235 BC 241 BC S1 12,0 BC 13,4 BC 261 BC 276 BC S2 6,4 C 7,1 C 183 C 197 C S3 10,0 BC 11,0 BC 239 BC 248 BC R1 14,5 B 16,6 B 253 BC 271 BC R2 13,7 BC 15,0 BC 243 BC 252 BC R3 12,7 BC 14,3 BC 226 BC 241 BC MEDIA GEN 14,39 10,07 261,5 272,4 VAL DI F 13,8*** 13,8*** 10,7*** 8,7*** 20 10

11 Risultati crescita e produzione di biomassa Piante su suolo agricolo, fine primo anno Sopravvivenza % (Sop), numero medio di polloni per talea (np/t) e biomassa anidra, epigea stimata (Biom) in t/ha. GENOTIPO Sop (1) np/t Biom P1 81 1,0 B 5,87 a P2 43 1,2 B 3,21 abcd P3 34 1,3 B 0,56 d S1 72 1,4 B 2,07 bcd S2 84 2,3 A 1,01 cd S3 75 1,5 B 1,58 bcd R1 70 1,6 AB 4,32 ab R2 70 1,6 AB 3,84 abc R3 63 1,5 B 2,47 bcd MEDIA GEN 65,8 1,49 2,770 VAL DI F 2,3 n.s. 4,2** 3,4* 21 Risultati estrazione di metalli Quantità di metalli pesanti in mg kg -1 di sostanza secca Spina 3 Pioppo Salice Robinia foglie fusto radici foglie fusto radici foglie fusto radici Cu Zn Pb Ni Vasi Pioppo Salice Robinia foglie fusto radici foglie fusto radici foglie fusto radici Cu Zn Pb Ni Ripartizione % dei tessuti (per le piante giovani): 51% fusto, 36% foglie, 13% radici 22 11

12 Risultati estrazione di metalli Accumulo di Zn nei tre generi testati Anova: F= *** Zn mg/kg Pioppo Robinia Salice Specie 23 Risultati estrazione di metalli Accumulo di Zn per i vari genotipi testati Anova: F= *** Zn mg/kg P1 P2 P3 R1 R2 R3 S1 S2 S3 genotipi 24 12

13 Risultati estrazione di metalli Accumulo di Zn nei tessuti 500 Anova: 400 F= *** Zn mg/kg Foglie Fusto Radici Tessuto 25 Risultati estrazione di metalli Accumulo di Cu nei tre generi testati 14 Anova: 12 F= n.s. Cu mg/kg Pioppo Robinia Salice Specie 26 13

14 Risultati estrazione di metalli Accumulo di Cu nei tessuti Anova: F= *** Cu mg/kg Foglie Fusto Radici Tessuto 27 Risultati estrazione di metalli Accumulo di Pb nelle foglie dei tre generi testati 7.0 Anova: 6.5 F= *** 6.0 Pb mg/kg Pioppo Robinia Salice Specie 28 14

15 Conclusioni Risultati promettenti per diversi motivi: - attecchimento buono (e ottimo in vaso) su suolo contaminato; - nessun danno metabolico evidente; - differenze produttive dovute alla fertilità e alla tessitura del suolo e non ai contaminanti; - possibile aumentare notevolmente la densità di impianto; - buoni risultati estrattivi Zn> Cu> Pb, soprattutto per il salice; tittavia occorre tenere presente la capacità produttiva..robinia< pioppo< salice - differenza di comportamento specie/elemento che spinge a progettare impianti misti. 29 Conclusioni - occorrerà attendere ancora qualche anno per riscontare possibili effetti sul suolo, limitatamente alla frazione di metalli biodisponibili; - non sono stati riscontrati effetti di lisciviazione verso la falda; - la sperimentazione è proseguita durante l anno 2013 e continuerà per tutto il 2014; - In marzo 2014 sono stati ceduate e pesate le piante di tutti i blocchi; - I risultati della caratterizzazione, relativi all anno 2013 non sono ancora disponibili; - i dati, in fase di elaborazione, verranno confrontati con l anno precedente per evidenziare eventuali variazioni di crescita e di comportamento (capacità estrattiva), sia in relazione alla specie e al genotipo, ma anche all età e ai turni di ceduazione subiti

16 Grazie per l attenzione Sara Bergante CRA - Unita di Ricerca per le Produzioni Legnose fuori Foresta St. Frassineto Po, Casale Monferrato (AL) DISAFA Unito, Via Leonardo da Vinci 44, Grugliasco (TO) HORIZON S.r.l, c/o DISAFA, Via Leonardo da Vinci 44, Grugliasco (TO). Comune di Torino